《水污染控制工程》教學(xué)大綱

《水污染控制工程》教學(xué)大綱課程英文名WaterPollutionControlEngineering課程代碼06M0005學(xué)分2.5總學(xué)時(shí)44理論學(xué)時(shí)44實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別專業(yè)課課程性質(zhì)必修先修課程環(huán)境工程概論、環(huán)境微生物學(xué)適用專業(yè)環(huán)境工程開課學(xué)院質(zhì)量與安全工程學(xué)院一、課程的地位與任務(wù)（一）課程地位本課程是環(huán)境工程專業(yè)本科生的骨干專業(yè)課。課程以愛(ài)國(guó)、敬業(yè)、誠(chéng)信、友善的社會(huì)主義核心價(jià)值觀為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生討論廢水的物理處理、生物化學(xué)處理及物理化學(xué)處理等各種廢水處理方法的基本理論知識(shí)、工作原理、設(shè)計(jì)計(jì)算，使學(xué)生掌握廢水處理三大方法的概念、基本原理和主要設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容。從而提升學(xué)生解決水污染問(wèn)題的實(shí)際操作和設(shè)計(jì)能力、培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)思維和研究能力，為環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供支撐。課程是環(huán)境專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的核心組成部分。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1.具有水污染程度和特征的分析能力：要求深刻理解與熟練掌握水污染的物理性指標(biāo)、化學(xué)性指標(biāo)、生物性指標(biāo)包含的內(nèi)容，了解水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)方法及其由此而來(lái)的數(shù)據(jù)的不確定性，建立水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)與水質(zhì)特性之間及未來(lái)采取的可能處理工藝之間的相應(yīng)邏輯關(guān)系。設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3-1（能夠確定特定水體、大氣、固廢和物理性因素等環(huán)境污染解決的工程方案設(shè)計(jì)/開發(fā)任務(wù)和目標(biāo)。）2.具有水污染控制技術(shù)的工程知識(shí)：掌握廢水物理處理、化學(xué)處理和生化處理三大工程技術(shù)手段中各處理工藝的概念、基本原理和實(shí)現(xiàn)方式、熟練掌握設(shè)計(jì)計(jì)算方法，深刻理解不同工藝的設(shè)計(jì)思想、深刻理解基于不同原理而來(lái)的工藝特征和應(yīng)用方向差異，厚重學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。工程知識(shí)1-3（掌握水污染控制工程和大氣污染控制工程等專業(yè)知識(shí)，并用于解決環(huán)境污染檢測(cè)與控制的復(fù)雜工程問(wèn)題。）3.具有水污染控制工程的設(shè)計(jì)能力：掌握水污染控制工程技術(shù)的設(shè)計(jì)能力，包括設(shè)計(jì)原則確立、水質(zhì)水量特性分析、基本工藝比選、具體設(shè)計(jì)計(jì)算，材料設(shè)備選擇，方案編寫，方案對(duì)比和評(píng)價(jià)，圖紙繪制；在此基礎(chǔ)上理解水污染控制技術(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，從整體上形成對(duì)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，提高水污染控制工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力，具有一定的利用工程思維分析和解決問(wèn)題的能力。分析問(wèn)題2-3（能夠根據(jù)獲取的環(huán)境狀態(tài)數(shù)據(jù)，合理利用數(shù)學(xué)工具與信息化技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與關(guān)系挖掘，判斷復(fù)雜環(huán)境工程問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)，能夠清晰界定與計(jì)量污染物的環(huán)境行為及環(huán)保工藝設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)。）4.了解水污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)、水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；理解水污染末端治理在水污染控制中的定位。了解水循環(huán)周期及水處理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性對(duì)水污染控制的重要性，從而將可持續(xù)發(fā)展理念滲透入課程本身。設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3-2（能夠識(shí)別設(shè)計(jì)任務(wù)所面臨的多種制約條件（如社會(huì)、健康、安全、法律以及環(huán)境等因素），能夠給出多種解決方案并進(jìn)行比較和分析，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。）二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)內(nèi)容課程目標(biāo)1講授第2、3、4部分知識(shí)以及作業(yè)1、污水水質(zhì)和污水出路2、污水的量與調(diào)節(jié)3、污水的質(zhì)與調(diào)節(jié)課程目標(biāo)2講授第4-16部分及作業(yè)4-7、污水的物理處理方法與技術(shù)8-9、污水的化學(xué)處理方法與技術(shù)10-15、污水的生物處理方法與技術(shù)16、污泥處理方法與技術(shù)課程目標(biāo)3講授第17、18部分，本課程所有作業(yè)及實(shí)驗(yàn)17、污水處理廠的設(shè)計(jì)課程目標(biāo)4講授第1部分1水污染控制概論三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系1237課程目標(biāo)1H課程目標(biāo)2H課程目標(biāo)3H課程目標(biāo)4M四、課程主要內(nèi)容與基本要求序號(hào)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容基本要求1概論水環(huán)境與水污染水污染物及其來(lái)源水污染的影響水污染綜合防治（1）掌握水污染、污染物源、污染物等基本概念（2）理解目前主要的水污染物及其影響、危害（3）熟悉，了解水污染防治政策、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)2污水水質(zhì)和污水出路水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)污水排放標(biāo)準(zhǔn)水體自凈作用污水的最終出路深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：污染水的物理性指標(biāo)、化學(xué)性指標(biāo)、生物性指標(biāo)包含的內(nèi)容。BOD、COD的概念、類型及相互關(guān)系。要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：水體自凈作用的凈化機(jī)制、氧垂曲線。污水的最終出路。難點(diǎn)：氧垂曲線3污水的量與調(diào)節(jié)污水水量波動(dòng)原因時(shí)變化與日變化系數(shù)水量調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：污水水量變化的原因，特點(diǎn)，水量調(diào)節(jié)原理及方法，水量調(diào)節(jié)池的計(jì)算與構(gòu)型。難點(diǎn)：水量調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算。4污水的質(zhì)與調(diào)節(jié)污水水質(zhì)變化原因與特點(diǎn)水質(zhì)變化的調(diào)研與估算，水質(zhì)調(diào)節(jié)原理水質(zhì)調(diào)節(jié)的主要手段水質(zhì)調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：算與構(gòu)型。難點(diǎn)：水質(zhì)變化的調(diào)研與估算。5格柵及篩網(wǎng)格柵的作用、格柵的設(shè)計(jì)選型、柵渣量的計(jì)算與清渣方式格柵井的設(shè)計(jì)計(jì)算要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：1、格柵的作用、設(shè)計(jì)、清渣方式。難點(diǎn)：格柵井的設(shè)計(jì)。6沉淀理論自由沉淀理論與公式影響沉淀的因素分析理想沉淀池理論表面負(fù)荷與顆粒沉速的相關(guān)性淺池理論。要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：沉淀分離理論，理想沉淀池的結(jié)和理論計(jì)算，淺池理論。難點(diǎn)：理想沉淀池的理論及表面負(fù)荷的概念。7沉淀池及沉砂池沉淀法的四種應(yīng)用，沉淀的三種基本類型沉砂池的作用與設(shè)計(jì)計(jì)算沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算、要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：沉淀法的四種應(yīng)用，沉淀的類型。沉砂池的作用、工作原理，平流式沉砂池的設(shè)計(jì)。沉淀池的分類，平流式沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算。難點(diǎn)：沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算。8廢水生物處理的基本概念和生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)微生物的好氧、厭氧呼吸及微生物的四個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)廢水處理的指導(dǎo)意義米－門方程與莫諾特方程與污水凈化速率的關(guān)系廢水生物處理的基本概念要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：。廢水生物處理工程的基本數(shù)學(xué)模式。難點(diǎn)：廢水生物處理工程的基本數(shù)學(xué)模式。9活性污泥法活性污泥污的基本概念?；钚晕勰嗟奶匦约盎驹u(píng)價(jià)指標(biāo)曝氣的作用、影響曝氣性能的基本因素曝氣方法與設(shè)備?；钚晕勰喾ǖ幕玖鞒??；钚晕勰喾ǖ倪M(jìn)化流程活性污泥法的設(shè)計(jì)計(jì)算?；钚晕勰喾ㄏ到y(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的關(guān)鍵控制參數(shù)與方法要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：活性污泥的概念?；钚晕勰喾ǖ幕玖鞒??；钚晕勰喾ń到馕鬯杏袡C(jī)物的過(guò)程（原理）。曝氣的作用與設(shè)備?；钚晕勰喾ǖ脑O(shè)計(jì)計(jì)算?；钚晕勰喾ㄏ到y(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的一些重要問(wèn)題。要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：曝氣池的池型?；钚晕勰喾ǖ母鞣N運(yùn)行方式。二沉池的設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：活性污泥法的設(shè)計(jì)計(jì)算，活性污泥法系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的一些重要問(wèn)題。10生物膜法固著生長(zhǎng)生物膜的結(jié)構(gòu)及由此而來(lái)的特征生物膜法的概念、類型。生物濾池的構(gòu)造、工作機(jī)理、生物濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算：生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池、曝氣生物濾池、生物流化床的設(shè)計(jì)構(gòu)思與工藝特征要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：生物膜法的概念、類型。生物濾池的構(gòu)造、工作機(jī)理、計(jì)算與設(shè)計(jì)。要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造、設(shè)計(jì)。生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池與生物濾池的區(qū)別。流態(tài)化原理。難點(diǎn)：生物濾池的工作機(jī)理、計(jì)算與設(shè)計(jì)。11穩(wěn)定塘和污水的土地處理穩(wěn)定塘處理的概念、基本原理和類型污水土地處理的概念、基本原理和類型濕地系統(tǒng)的凈化機(jī)理要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：穩(wěn)定塘和污水土地處理的概念、基本原理。濕地系統(tǒng)的凈化機(jī)理要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：穩(wěn)定塘和土地處理的分類12化學(xué)混凝膠性特性與化學(xué)混凝法的概念、原理、影響混凝效果的因素分析?；炷齽┖椭齽┑念愋图斑x擇要求要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：污水的深度處理的目標(biāo)和手段；化學(xué)混凝法的概念、原理、影響混凝效果的因素?；炷齽┖椭齽┑念愋图斑x擇要求。難點(diǎn)：混凝機(jī)理13過(guò)濾及膜法過(guò)濾的概念、原理、過(guò)濾效果的影響因素。膜法分離的原理、膜材料的特點(diǎn)，膜技術(shù)設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)。要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：過(guò)濾的概念、原理、影響過(guò)濾效果的因素。膜法分離的原理、膜材料的特點(diǎn)，膜技術(shù)設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)。難點(diǎn)：膜的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：深度處理的概念。14脫氮及除磷氮循環(huán)與生物脫氮機(jī)理生物脫氮菌種特性生物脫氮工藝流程生物脫氮工藝設(shè)計(jì)生物除磷機(jī)理聚磷菌特性生物除磷工藝流程生物脫氮除磷工藝設(shè)計(jì)要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：廢水中氮、磷的去除機(jī)理和去除方法，廢水中氮、磷去除的工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算。難點(diǎn)：生物脫氮、生物除磷的機(jī)理15化學(xué)氧化及消毒化學(xué)氧化還原法的類型的應(yīng)用、消毒的原理與目標(biāo)要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：化學(xué)氧化還原法的類型的應(yīng)用、消毒的原理與目標(biāo)。難點(diǎn)：氧化劑的選擇與投加量計(jì)算。16污水的厭氧生物處理厭氧生物處理的基本原理厭氧反應(yīng)器的類型UASB反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)解析要求深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：厭氧生物處理的基本原理。要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：污水的厭氧生物處理方法與設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：厭氧生物處理的基本原理。17污泥的處理與處置污泥的來(lái)源和性質(zhì)污泥濃縮方法污泥脫水的基本方法污泥深度處理處置的方法深刻理解與熟練掌握的重點(diǎn)內(nèi)容有：污泥的來(lái)源、性質(zhì)及主要指標(biāo)。污泥濃縮方法與設(shè)計(jì)污泥消化法的概念、方法、設(shè)計(jì)。要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：污泥的處置。污泥調(diào)理。污泥脫水。難點(diǎn)：消化法18污水處理廠的設(shè)計(jì)污水處理廠（站）處理方法和工藝流程選擇基本原則。污水處理廠的平面布置污水處理廠高程布置和高程計(jì)算要求一般理解與掌握的內(nèi)容有：廠址選擇原則。污水處理廠（站）處理方法和工藝流程選擇。污水處理廠的平面布置和高程布置。難點(diǎn)：工藝流程選擇、平面布置和高程布置。五、課程教學(xué)學(xué)時(shí)安排教學(xué)內(nèi)容教學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1.水污染控制概論2指標(biāo)解析課程目標(biāo)42.污水水質(zhì)和污水出路2調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算課程目標(biāo)13.污水量的計(jì)算、質(zhì)的變化與水質(zhì)調(diào)節(jié)2水質(zhì)特征分析課程目標(biāo)14.格柵及篩網(wǎng)2格柵設(shè)計(jì)計(jì)算課程目標(biāo)25.沉淀理論2斜板原理推導(dǎo)課程目標(biāo)26.沉淀池、沉砂池2沉淀設(shè)計(jì)計(jì)算課程目標(biāo)27.廢水生物處理的基本概念和生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2原理推導(dǎo)課程目標(biāo)28.活性污泥法6曝氣設(shè)計(jì)計(jì)算課程目標(biāo)29.生物膜法4泥膜法比較課程目標(biāo)210.穩(wěn)定塘和污水的土地處理2工藝適用分析課程目標(biāo)211.化學(xué)混凝2混凝特性分析課程目標(biāo)212.過(guò)濾及膜過(guò)濾2分離工藝比較課程目標(biāo)213.脫氮及除磷4設(shè)計(jì)計(jì)算課程目標(biāo)214.化學(xué)氧化及消毒2氧化工藝比較課程目標(biāo)215.污水的厭氧生物處理4厭氧設(shè)計(jì)計(jì)算課程目標(biāo)216.污泥的處理與處置2污泥設(shè)計(jì)計(jì)算課程目標(biāo)317.污水處理廠的設(shè)計(jì)2平面布置比較課程目標(biāo)3六、考核方法及成績(jī)?cè)u(píng)定1.課程目標(biāo)的考核方式序號(hào)課程目標(biāo)考核內(nèi)容考核方式11.具有水污染程度和特征的分析能力：要求深刻理解與熟練掌握水污染的物理性指標(biāo)、化學(xué)性指標(biāo)、生物性指標(biāo)包含的內(nèi)容，了解水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)方法及其由此而來(lái)的數(shù)據(jù)的不確定性，建立水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)與水質(zhì)特性之間及未來(lái)采取的可能處理工藝之間的相應(yīng)邏輯關(guān)系。污染水的物理性指標(biāo)、化學(xué)性指標(biāo)、生物性指標(biāo)包含的內(nèi)容。BOD、COD的概念、類型及相互關(guān)系。SS、PH等水質(zhì)參數(shù)細(xì)分分析不同水質(zhì)污染項(xiàng)目應(yīng)在哪一工藝去除的分析選擇論述型作業(yè)期末考試22.具有水污染控制技術(shù)的工程知識(shí)：掌握廢水物理處理、化學(xué)處理和生化處理三大工程技術(shù)手段中各處理工藝的概念、基本原理和實(shí)現(xiàn)方式、熟練掌握設(shè)計(jì)計(jì)算方法，深刻理解不同工藝的設(shè)計(jì)思想、深刻理解基于不同原理而來(lái)的工藝特征和應(yīng)用方向差異，厚重學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。各種處理的基本原理及影響因素，包括沉淀分離原理活性污泥凈化原理生化反應(yīng)速率脫氮除磷原理厭氧處理原理生物膜法原理供氧速率影響因素污泥脫水原理化學(xué)混凝法原理化學(xué)氧化法原理沉淀分離原理人工濕地原理氧化塘原理土地處理原理論述型作業(yè)計(jì)算型作業(yè)期末考試33.具有水污染控制工程的設(shè)計(jì)能力：掌握水污染控制工程技術(shù)的設(shè)計(jì)能力，包括設(shè)計(jì)原則確立、水質(zhì)水量特性分析、基本工藝比選、具體設(shè)計(jì)計(jì)算，材料設(shè)備選擇，方案編寫，方案對(duì)比和評(píng)價(jià)，圖紙繪制；在此基礎(chǔ)上理解水污染控制技術(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，從整體上形成對(duì)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，提高水污染控制工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力，具有一定的利用工程思維分析和解決問(wèn)題的能力。各種處理構(gòu)筑物及配套設(shè)備的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行控制要點(diǎn)，包括：調(diào)節(jié)池及提升水泵格柵井及格柵初沉池及污泥泵、刮渣機(jī)活性污泥法及管道系統(tǒng)供氧量計(jì)算及曝氣系統(tǒng)生物濾池厭氧反應(yīng)器污泥濃縮池二沉池論述型作業(yè)計(jì)算型作業(yè)期末考試44.了解水污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)、水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；理解水污染末端治理在水污染控制中的定位。了解水循環(huán)周期及水處理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性對(duì)水污染控制的重要性，從而將可持續(xù)發(fā)展理念滲透入課程本身。掌握水污染、污染物源、污染物等基本概念理解目前主要的水污染物及其影響、危害熟悉，了解水污染防治政策、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)論述型作業(yè)2.計(jì)算型作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)考核內(nèi)容A（90-100）B（80-89）C（70-79）D（60-69）E（<60）解題的正確性、完整性及整體美觀性解題過(guò)程正確、完整，邏輯性強(qiáng)，答案正確率超過(guò)90%，書寫清晰解題過(guò)程較正確、完整，邏輯性較強(qiáng)，答案正確率超過(guò)80%，書寫清晰解題過(guò)程較基本正確、完整，答案正確率超過(guò)70%，書寫較清晰解題過(guò)程中存在錯(cuò)誤，答案正確率超過(guò)60%，書寫一般解題過(guò)程錯(cuò)誤且不完整，答案正確率低于60%參數(shù)選擇對(duì)參數(shù)本質(zhì)理解清晰，參數(shù)引用來(lái)源清晰，對(duì)適用范圍和規(guī)范上下限有明確認(rèn)知，數(shù)據(jù)合理參數(shù)數(shù)據(jù)合理，部分沒(méi)有明確來(lái)源參數(shù)數(shù)據(jù)有少量不合理，沒(méi)有明確來(lái)源參數(shù)數(shù)據(jù)合理率超過(guò)70%參數(shù)數(shù)據(jù)選擇大部分不合理校核對(duì)最不利情況理解清晰，對(duì)不同應(yīng)用情況有校核、校核結(jié)果正確對(duì)最不利情況理解清晰，對(duì)部分同應(yīng)用情況有校核、校核結(jié)果正確對(duì)最不利情況了解，對(duì)部分同應(yīng)用情況有校核、校核結(jié)果部分全正確對(duì)最不利情況有了解，對(duì)部分應(yīng)用情況有校核、校核結(jié)果不正確沒(méi)有校核過(guò)程3.論述型作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)考核內(nèi)容A（90-100）B（80-89）C（70-79）D（60-69）E（<60）知識(shí)及概念掌握程度(權(quán)重60%)知識(shí)及概念掌握全面，運(yùn)用得當(dāng)知識(shí)及概念掌握較全面，能正確運(yùn)用知識(shí)及概念掌握較全面，能夠運(yùn)用，但沒(méi)有考慮約束條件知識(shí)及概念掌握程度一般，并不能正確運(yùn)用沒(méi)有掌握知識(shí)及概念，不會(huì)運(yùn)用公式邏輯與結(jié)論(權(quán)重40%)結(jié)論正確、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)結(jié)論基本